Система дозирования для озона или смеси озон/кислород - RU2422166C2
Код документа: RU2422166C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к устройству для приготовления и подачи озона или смеси озон/кислород в дозированных количествах. Это устройство, в частности, может использоваться для интраперитонеального введения в тело животного или человека. Устройство имеет по крайней мере одно средство соединения для подсоединения к источнику текучей среды, разработанное так, чтобы источник текучей среды не находился непосредственно в самом устройстве. Средство соединения с источником текучей среды используется для подачи кислорода, озона или смеси озон/кислород в зависимости от того, подается ли озон в устройство от внешнего источника или производится внутри самого устройства. Изобретение также относится к прикладной гарнитуре для введения и/или инсуффляции текучей среды, содержащей озон или смесь озон/кислород, где такая гарнитура может использоваться в соединении с заявляемым устройством.
Бактерицидное действие озона или озонированных текучих сред давно известно в технических приложениях и используется, например, для дезинфекции питьевой воды при очистке питьевой воды. Озон также используется в медицинской практике, например в гипербарической озоновой терапии. Недавние исследования также показали, что лечение опухолей озоном может привести к замечательным результатам. Однако, поскольку озон также может представлять опасность для здоровья, требования стандартов его безопасного назначения, особенно по условиям количества и концентрации, являются высокими.
Патентная заявка Германии DE 102004017599 раскрывает устройство для интраперитонеального введения текучей среды, содержащей озон или озонированный кислород. Это устройство имеет резервуар хранения текучей среды, подлежащей введению, высокоточный манометр для измерения давления введения, устройство для подачи текучей среды из резервуара хранения текучей среды и блок контроля давления вводимой текучей среды, который соединен с блоком предупреждения и выключения при избыточном давлении. Однако это устройство не позволяет контролировать дополнительные параметры, такие как, например, концентрация озона и расход. Более того, при использовании в терапевтических целях колебания уровня давления должны быть сбалансированы вручную. Использование предварительно приготовленной смеси озон/текучая среда, которая должна помещаться в резервуар хранения текучей среды и точно отмеряться в соответствии с намеченным дозированным количеством, влечет за собой такой недостаток, что невозможно гибко реагировать на изменение требований, обстоятельств и граничных условий. В этом отношении, конструкция, включающая резервуар, который должен быть точно дозирован, не является приемлемой. Озон или смесь озон/текучая среда, которые остались неупотребленными или неиспользованными, остаются в резервуаре и, в лучшем случае, могут быть повторно использованы только с достаточно большими трудностями и расходами.
Патент US 5,797,872 раскрывает аппарат для лечения вымени коровы с помощью озона, который имеет генератор озона для получения озона из кислорода или воздуха, анализатор озона для определения концентрации полученного озона, клапан для управления расходом и устройство для разложения избыточного озона. Однако этот аппарат не подходит для интраперитонеального введения и содержит только манометр с функцией отключения в случае избыточного давления.
В заявке US-A-2002/0055706 описан способ лечения шейки матки человека, в частности, с использованием озона. Лечебный аппарат экстенсивно оборудован средствами электронного управления и мониторинга, например, включая электронную систему управления, соединяемую с ПК, дисплей, память и множество датчиков, в частности, для измерения температуры, давления, уровня рН, расхода и т.п., которые управляют контрольными клапанами со стороны выхода. Система управления специально соединена с датчиком расхода на линии выхода озона и с клапаном выхода озона, который соединен со стороны его входа с источником озона и работает в качестве управляющего элемента. Сама система управления воплощена в контроллере, который также выполняет и другие функции.
Из корпоративной публикации "Was Sauerstoff nicht kann, vermag Ozon" [«Что не может делать кислород, может озон»], опубликованной заявителем в октябре 2003 г., известен аппарат для использования в озоновой терапии человека, который снабжен сенсорным экраном, использующим управление оператором увеличения посредством предварительно запрограммированных команд управления (SPC). SPC также служит в качестве механизма для управления концентрацией озона за счет того, что SPC автоматически контролирует измерения концентрации озона через анализатор озона и аналого-цифровой преобразователь, а также использует аналого-цифровой преобразователь для управления генератором озона в качестве управляющего элемента в терминологии систем автоматизированного управления. Дозированное количество озона может также точно регулироваться с использованием резервуара хранения текучей среды.
Целью настоящего изобретения является повышение точности дозирования системы подачи озона или смеси озон/кислород. Для достижения этой цели предлагается устройство, которое раскрывается в пункте 1 формулы изобретения, и применяемая с ним прикладная гарнитура для соединения с дозировочным выходом устройства, раскрытая в пункте 20 формулы изобретения. Преимущественные возможные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с одним характерным признаком изобретения, регулятор массового расхода спроектирован так, чтобы иметь свой собственный вход для текучей среды, поток которой подлежит регулированию, не зависящий от электронной системы управления, и/или так, чтобы этот вход мог закрываться непосредственно с помощью запорно-выпускного элемента, предназначенного специально для этой цели, и который может быть приведен в действие с помощью системы управления, что может привести к еще одному варианту осуществления изобретения, когда регулятор массового расхода выполняется как независимый, в виде компактного узла, выполняющего регулирование с оптимальной точностью независимо от электронной системы управления с использованием собственной схемы управления и сравнения заданной величины и действительной величины.
В соответствии с другим характерным признаком изобретения, регулятор массового расхода специально пространственно/конструктивно встроен в линию потока текучей среды, которая проходит через устройство между источником текучей среды и дозирующим выходом. В комбинации со следующим характерным признаком изобретения, согласно которому запорно-выпускные элементы, способные электронно управляться или приводиться в действие, обеспечиваются как перед входом, так и за выходом регулятора массового расхода по ходу потока текучей среды, при этом обеспечивается синергетический эффект в том, что, с одной стороны, регулятор массового расхода может функционировать автономно и тем самым с оптимальной точностью, и, с другой стороны, дополнительное электронное управление потоком с помощью запорно-выпускных элементов перед регулятором массового расхода и за ним позволяет подавать точное дозированное количество озона или смеси озон/кислород. Этому может способствовать дополнительный вариант осуществления настоящего изобретения, в соответствии с которым электронная система управления генерирует один интервал времени или более, в течение которого запорно-выпускные элементы открываются для подачи текучей среды на базе предварительно заданного дозирования.
Что касается регулятора массового расхода, то заданная величина массового расхода может быть надлежащим образом настроена снаружи через интерфейс. Это может быть осуществлено простым способом за счет использования потенциометра, который может регулироваться вручную.
Для осуществления изобретения, например, подходит регулятор массового расхода, описанный на странице 5 корпоративной публикации "Massendurchflussmesser und-regler für Gase" ["Регуляторы массового расхода и контроллеры для газов"], опубликованной компанией M+W Instruments GmbH (адрес в Германии: D-85748 Garching), который имеет регулирующий клапан, встроенный в корпус, и датчик, изготовленный из благородного металла.
Предлагаемое устройство лучше оборудовать анализатором озона, с помощью которого может осуществляться мониторинг и регулирование концентрации озона в потоке текучей среды. Это может быть осуществлено преимущественно с помощью электронной системы управления. Если концентрация озона отклоняется от заданной величины, терапевт может определить это с помощью устройства вывода электронной системы управления и сможет немедленно реагировать на это и выполнить регулировку, чтобы обеспечить безопасность и эффективность терапии.
В развитие этой идеи, электронная система управления соединена с генератором озона так, чтобы управлять им с помощью аппаратных средств управления. За счет комбинирования генератора озона и анализатора озона, в отношении которых электронной системой управления соответственно осуществляется мониторинг и/или управление, концентрация озона в текучей среде может постоянно контролироваться или регулироваться, чтобы обеспечить ее заданную величину. Если появляется отклонение, генератор озона может быть задействован с помощью электронной системы управления, используя соответствующие параметры настройки для генерирования озона с концентрацией, которая соответствует заданной величине.
В соответствии с изобретением, регулятор массового расхода, который конструктивно встроен в линию потока текучей среды, гарантирует постоянный объемный или массовый расход текучей среды. Для практического использования, заданная величина, составляющая около 0,5-2,0 л (соответствует 0,7145-2,8858 г) в минуту, позволяет достичь специфически благоприятный компромисс, что будет гарантировать непрерывную терапию при достаточно высоком уровнем комфортности.
Благодаря высокоточному регулированию расхода текучей среды в соответствии с настоящим изобретением, расчетное управление запорно-выпускными элементами позволяет точно дозировать количество подаваемой текучей среды. Этой цели способствует еще один вариант осуществления изобретения, согласно которому генератор озона задействуется и управляется в определенные интервалы времени или при преобладающем потоке текучей среды, чтобы генерировать по возможности наиболее точное количество или массу озона за единицу времени. Поддержание соотношения озона примерно 5-60 микрограмм в миллилитре смеси озон/кислород является для этого наиболее подходящим.
В соответствии с одним преимущественным вариантом осуществления изобретения, электронная система управления осуществляет мониторинг действительной величины массового расхода текучей среды, где эта величина обеспечивается регулятором массового расхода с помощью интерфейса. Если действительная величина выходит за пределы ее пороговых значений, которые позволяют работать в нормальном режиме, то электронная система управления использует тревожный сигнал или предупреждающее сообщение для оператора (терапевта). В тоже время, запорно-выпускные элементы могут закрываться электронной системой управления, чтобы прервать операцию дозирования.
В соответствии с еще одним преимущественным вариантом осуществления изобретения, давление газа в лини в области дозирующего выхода может измеряться одним или более датчиком давления, а результаты измерения могут детектироваться электронной системой управления на выходах датчиков давления, сравниваться один с другим по датчикам давления, которых устанавливается больше, чем необходимо, для целей безопасности, и отображаться с помощью дисплея или подобного устройства отображения. В случае интраперитонеального введения, терапевт может определить из этого внутрибрюшное давление и сделать выводы относительно состояния здоровья пациента. Дополнительно, внутрибрюшное давление до начала введения озонированной текучей среды является важным параметром для мониторинга поглощения текучей среды, введенной в брюшную полость. Эта цель достигается за счет последующего усовершенствования описанного варианта осуществления изобретения, согласно которому давление в линии потока текучей среды сохраняется или записывается в устройстве памяти с помощью электронной системы управления. В случае интраперитонеального введения, за счет определения внутрибрюшного давления терапевт может сделать соответствующее заключение, когда введенная текучая среда будет полностью поглощена, и завершить терапию на этом основании.
В случае интраперитонеального введения, в качестве меры безопасности для предотвращения превышения предварительно установленного внутрибрюшного давления, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения обеспечивается клапан сброса давления, соединенный с электронной системой управления, которая имеет возможность открывать этот клапан. Последняя сконфигурирована так, чтобы открывать клапан сброса давления, когда датчик или датчики давления определили, что пороговое значение давления в линии потока текучей среды, заранее сохраненное в электронной системе управления, было превышено.
Для интраперитонеального введения озона или смеси озон/кислород требуется прикладная гарнитура, включающая трубку, которая создает полость существенного размера, определенного более подробно далее. Эта трубка служит для соединения между дозирующим выходом и телом человека или животного через канюлю. Эта трубка, вместе с любыми клапанами или бактериальными фильтрами (см. ниже), должна быть подвергнута процессу очистки для обеспечения чистоты и дезинфекции. Для этой цели, в случае одного из вариантов осуществления устройства в соответствии с изобретением, вход очистки обратным потоком для соединения с выходом прикладного устройства введения озона или прикладной гарнитуры обеспечивается смежно с дозирующим выходом. Дополнительно, дозирующий выход сконструирован для соединения с входом прикладного устройства. Электронная система управления сконфигурирована средствами программного обеспечения и/или аппаратного управления так, чтобы приводить в действие два запорно-выпускных элемента для текучей среды и ее подачи с целью очистки внешнего прикладного устройства через дозирующий выход и вход очистки обратным потоком. В этом случае, трубка для введения полностью заполняется озоном или смесью озон/кислород до того, как началось действительное введение в тело человека или животного. Преимущество, достигаемое за счет этого, заключается в том, что озонированная текучая среда уже присутствует в полости прикладного устройства введения озона в определенном количестве, тем самым гарантируя точность дозирования.
Поскольку озон может представлять опасность для здоровья, особенно при вдыхании, необходимо избегать выпуска наружу избыточной озонированной текучей среды. Это условие адресуется со следующим усовершенствованием устройства по этому изобретению, в котором обеспечивается один или более катализаторов, которые разлагают избыточный озон, тем самым увеличивая безопасность эксплуатации устройства. Это, главным образом, предназначено для воздействие на озон, который генерируется после включения устройства до достижения стабильной концентрации озона. Это опосредовано тем обстоятельством, что когда устройство включают (стадия запуска), проявляются определенные отклонения концентрации озона, что является нормальным. Как только устанавливается стабильная концентрация, электронная система управления может инициировать введение через дозирующий выход за счет открывания запорно-выпускного элемента подачи.
Устройство по этому изобретению приспособлено для работы и/или для соединения с источником текучей среды, таким как доступный на рынке кислородный баллон, для которого обеспечивается по крайней мере одно средство соединения с источником текучей среды. Это средство соединения может также использоваться для подсоединения к системе подачи медицинского кислорода, установленной, например, в больнице. Чтобы имелась возможность регулировки по соответствующим условиям давления, в соответствии с одним из вариантов осуществления устройство оборудовано клапаном сброса давления, который целесообразно располагать по ходу потока перед входом регулятора массового расхода или перед входом запорно-выпускного элемента. Этот клапан сброса давления также позволяет устройству по этому изобретению настраиваться к различным стандартам соединения.
В пределах объема правовой охраны по изобретению, электронная система управления может обеспечиваться интерфейсом для удаленной передачи данных. Это позволяет управлять и производить мониторинг программного обеспечения, подлежащего установке с новыми обновлениями.
В рамках единого изобретательского замысла для достижения точности дозирования, предлагается прикладная гарнитура для соединения с дозирующим выходом вышеописанного устройства. Прикладная гарнитура включает линию текучей среды с полостью и два соединительных устройства с двух концов, которые сконфигурированы для присоединения к дозирующему выходу и/или входу очистки обратным потоком устройства. Для гарантии того, что озон или смесь озон/кислород остается в линии текучей среды в определенном количестве после завершения процесса очистки, между двумя соединительными устройствами устанавливается запорно-выпускной элемент подачи, приводимый в действие вручную. Когда линия текучей среды отсоединяется от входа очистки обратным потоком, запорно-выпускной элемент подачи, который перед этим был закрыт вручную, предотвращает утечку озона, что могло бы ухудшить точность планируемого дозирования. Чтобы гарантировать то, что микробы или бактерии не будут попадать из тела человека или животного в устройство, по следующему варианту осуществления изобретения прикладная гарнитура обеспечивается бактериальным фильтром, который встроен в линию текучей среды между соединительным устройством, расположенным у первого выхода и дозирующего выхода, и запорно-выпускным элементом подачи. В пределах объема правовой охраны по изобретению, бактериальный фильтр специально сконструирован так, что даже при низких уровнях давления измерение внутрибрюшного давления не будет фальсифицировано падением давления в этом фильтре. Другими словами, бактериальный фильтр сконструирован для минимального падения давления.
Другие подробности, признаки, комбинации признаков, преимущества и принцип работы, базирующиеся на настоящем изобретении, находятся в последующем описании в примерах предпочтительных вариантов осуществления изобретения и нескольких чертежах. На этих чертежах показано:
фиг.1 - вид в плане рабочей стороны устройства дозирования по изобретению;
фиг.2 - схема линии потока текучей среды для устройства с фиг.1;
фиг.3-блок-схема, иллюстрирующая функцию системы управления;
фиг.4 - схематичное представление входной части прикладной гарнитуры;
фиг.5 - схематичный вид сбоку входной части прикладной гарнитуры в закрытом состоянии;
фиг.6 - входная часть с фиг.5 в открытом состоянии;
фиг.7 - вид в плане прикладной гарнитуры, соединенной с рабочей стороной устройства для очистки обратным потоком;
фиг.8а - 8 с - блок-схемы алгоритма, представляющие функционирование системы дозирования по изобретению.
В соответствии с фиг.1, устройство дозирования, названное как "Медозон ИП" (Medozone IP), оборудовано со своей рабочей стороны цветным сенсорным экраном 65, выше которого расположен выход инсуффляции 18 и вход очистки обратным потоком 26, соответственно сконфигурированные в виде присоединительных патрубков.
Это устройство дозирования и введения используется для приготовления смеси озон/кислород. Потенциальным применением является гипербарическая озоновая терапия в совокупности с иглой для подкожного введения и при использовании в качестве выхода для постоянного удаления смеси. Проиллюстрированный на примере вариант осуществления изобретения представляет собой устройство озоновой терапии для пневмоперитонеальной инсуффляции (введение газа в брюшную полость). Оно вдувает определенное, дозированное с высокой точностью количество смеси озон/кислород с концентрацией 5-60 мкг/мл многократными циклами. Внутрибрюшное давление пациента постоянно отслеживается, и как только данные о весе пациента введены через сенсорный экран, обеспечиваются рекомендации по параметрам терапии. Далее, индикаторы критического состояния, которое может проявиться во время терапии, отображаются для терапевта на сенсорном экране. Дополнительно, наиболее важные данные терапии сохраняются с использованием программного обеспечения устройства.
В соответствии с фиг.2, устройство оборудовано со своей входной стороны средством соединения 1 с источником кислорода, через которое оно может соединяться с источником кислорода, например с имеющимся на рынке кислородным баллоном. Средство соединения 1 может открываться или закрываться за счет использования клапана кислорода 2, расположенного непосредственно по ходу за средством соединения, чтобы контролировать подачу кислорода. Первая соединительная трубка 3 (обозначена пунктирной линией) проходит от выхода этого клапана до входа текучей среды 4 регулятора массового расхода 5. Этот регулятор автономно управляет массовым расходом кислорода или объемным расходом кислорода, измеряемым в литрах в минуту, с очень высокой точностью. Выход текучей среды 6 регулятора массового расхода 5 соединен через вторую соединительную трубку 7 с озоновой трубкой 8, в которой генерируется озон известным способом из медицинского кислорода, подаваемого управляемым способом через клапан кислорода 2. Высокое напряжение, требуемое для этого, генерируется катушкой зажигания 9, которая управляется системой управления генератора озона 10. Озоновая трубка 8, катушка зажигания 9 и блок управления генератора озона 10 являются элементами генератора озона 11 (показан пунктирной линией). Выход озоновой трубки 8 генератора озона 11 соединен через третью соединительную трубку 12 с анализатором озона 13, с помощью которого в смеси текучей среды может быть определена текущая концентрация озона, сгенерированного генератором озона 11. Концентрация озона может за счет этого постоянно регулироваться известным образом и может управляться посредством электронной системы управления 14, содержащейся внутри устройства. Такое управление целесообразно осуществлять, например, с использованием предварительно запрограммированных команд управления (SPC) с интегрированным аналоговым модулем (например, цифроаналоговый преобразователь и аналого-цифровой преобразователь). Электронная система управления 14 управляет последовательностью интерфейсов ввода-вывода, например сенсорным экраном, регулятором массового расход, датчиками давления (см. ниже), анализатором озона и особенно клапанами.
В соответствии с фиг.2, выход анализатора озона 13 соединен через четвертую соединительную трубку 15 с входом клапана инсуффляции 16 для управления количеством подаваемого озона или смеси озон/кислород. Со стороны выхода клапан инсуффляции 16, который выполняет роль вышеописанного запорно-выпускного элемента подачи, соединен через пятую соединительную трубку 17 с выходом инсуффляции 18 для соединения с прикладной гарнитурой, описанной ниже. Пятая соединительная трубка 17 функционально подключена к блоку датчика давления 19. Для целей безопасности, этот блок может быть осуществлен со вторым датчиком давления в дополнение к первому датчику давления, как будет описано более подробно со ссылкой на фиг.3. За счет этого избыточное давление может быть определено с высоким уровнем эксплутационной безопасности и надежности.
В соответствии с фиг.2, пятую соединительную трубку 17 в области выхода клапана инсуффляции 16 предпочтительно снабдить ответвлением 20, от которого шестая соединительная трубка 21 ведет к клапану сброса давления 22. Когда избыточное давление определено блоком датчика давления, этот клапан используется, чтобы выпустить озон или смесь озон/кислород через седьмую соединительную трубку 23, соединенную со стороны ее выхода с первым катализатором разложения 24.
В соответствии с фиг.2, клапан инсуффляции 16 также оборудован вторым выходом, от которого восьмая соединительная трубка 25 тоже ведет к катализатору разложения 24. Это может использоваться для отвода и/или удаления озонированной текучей среды, которая сгенерирована на стадии запуска устройства. Лучше, когда клапан инсуффляции 16 выполнен как 2/3-путевой клапан, который по выбору может переключаться с помощью электронной системы управления 14 в закрытое состояние, в состояние, при котором он открывается к выходу инсуффляции 18, или в состояние, в котором он открывается к катализатору разложения 24.
В соответствии с фиг.2, устройство может быть дополнительно оборудовано входом очистки обратным потоком 26, от которого девятая соединительная трубка 27 ведет к клапану очистки обратным потоком 28. Озон или смесь озон/кислород может за счет этого подаваться селективно во время возможной стадии очистки с использованием прикладной гарнитуры (см. ниже). Выход клапана очистки обратным потоком 28 тоже соединен с катализатором разложения 24 через десятую соединительную трубку 29.
В соответствии с фиг.2, второй катализатор разложения 30 меньшего размера расположен за катализатором разложения 24. Вход этого второго катализатора разложения 30 соединен с выходом катализатора разложения 24, благодаря этому он принимает текучую среду, которая уже была, главным образом, очищена от озона катализатором разложения 24. Любые остатки озона, которые могут остаться в текучей среде, затем разлагаются в катализаторе разложения 30 так, что очищенная текучая среда может подаваться внутрь корпуса через небольшие отверстия в конце катализатора разложения 30, которые обращены в обратную сторону от входа текучей среды. Вентилятор 33, установленный в корпусе, затем подает нейтрализованную текучую среду вместе с воздухом внутри корпуса за его пределы, за счет чего вентилятор 33 обеспечивает охлаждение устройства.
В соответствии с фиг.3, на которой использованы те же цифровые обозначения, как на фиг.2, для обозначения эквивалентных составляющих и блоков, устройство оборудовано системной печатной платой 31, на которой выполнены блок питания и многоконтактный разъем для подсоединения электрических блоков. Для подачи питания на электронную систему управления 14 или генератор озона 11 имеется трансформатор 32, который соединен с электронной системой управления 14 и/или генератором озона 11. С системной печатной платы или с блока питания на ней может подаваться постоянный ток с напряжением 24 В для широкого спектра блоков устройства, таких как вентилятор 33, электронная система управления 14, сенсорный экран 65, регулятор массового расхода 5, блок датчика давления 19, анализатор озона 13 и т.д. Для обеспечения параллельного обмена данными между электронной системой управления 14 и сенсорным экраном 65, а также системной печатной платой 31, между этими блоками обеспечиваются многожильные кабели передачи данных 34.
В соответствии с фиг.3, каждый из двух датчиков давления блока датчика давления 19, анализатор озона 13 и регулятор массового расхода 5 подают аналоговый выходной сигнал 35, который может изменяться, например, в диапазоне между 0 В и +10 В. Для детекции аналоговых выходных сигналов 35 различных блоков электронная система управления оборудована аналоговым модулем (не показан), который может включать один или более аналого-цифровых преобразователей, например, выполняющих роль входных интерфейсов. Соответствующий оцифрованный сигнал может затем обрабатываться программным обеспечением управления и мониторинга в электронной системе управления 14, как, например, будет описано ниже со ссылкой на блок-схему алгоритма. Аналоговый модуль также включает по крайней мере один входной интерфейс в виде аналого-цифрового преобразователя, с помощью которого аналоговый сигнал управления 36 для управления генератором озона 11 вместе с анализатором озона 13 посылается на генератор озона 11 или блок управления генератора озона 10 (способом, известным из корпоративной публикации заявителя, приведенной в начале этого описания).
В соответствии с фиг.3, все клапаны могут быть приведены в действие с использованием двоичных сигналов управления 37, которые генерируются электронной системой управления с помощью соответствующего программного обеспечения управления. В связи с тем, что клапан инсуффляции 16 выполнен двухпутевым, что открывает проход либо к катализатору разложения 24, либо к выходу инсуффляции 18, в зависимости от стадии запуска или запущенной стадии нормального режима работы (для очистки и инсуффляции), этот клапан оборудуется двумя входами двоичных сигналов управления 37.
В соответствии с фиг.4, прикладная гарнитура имеет входную часть 38, которая оборудована входом текучей среды 39. Этот вход текучей среды сконструирован для совместного использования с выходом инсуффляции 18 устройства по изобретению, чтобы входная часть 38 с входом текучей среды 39 для введения озонированной текучей среды могла размещаться на выходе инсуффляции 18 с образованием плотного соединения. Входная часть 38 прикладной гарнитуры имеет корпус 40, на котором расположен вход текучей среды 39. Внутри корпуса 40 имеется бактериальный фильтр 41. Бактериальный фильтр 41 выполнен в виде мембраны, изготовленной из непроницаемого для озона материала, предпочтительно из ПТФЭ, тефлона или инертного к озону металла. Мембраны этого типа имеют отверстия микропор, которые являются относительно большими, чтобы пропускать молекулы газа типа кислорода и озона, но представляют собой непреодолимый барьер для бактерий и микробов. Микропоры мембраны имеют диаметр отверстий в диапазоне от 20 мкм до 90 мкм, при этом с микропорами с диаметром отверстий около 45 мкм достигается снижение числа бактерий на 99,9%. В связи с этим, важной является минимизация падения давления у мембраны, которое может изменяться в пределах нескольких десятков миллибар. Это достигается за счет выполнения мембраны с адекватной площадью поверхности, варьирующейся от 8 см2 до 16 см2, предпочтительно составляющей около 11,3 см2. Лучше, когда эта мембрана располагается в корпусе, имеющем круглое поперечное сечение, в частности имеющем форму низкого цилиндра. На стороне корпуса 40, противоположной входу текучей среды 39, входная часть 38 имеет выход текучей среды 42, который сконфигурирован для соединения с гибкой трубкой 43.
В соответствии с фиг.5, входная часть 38 присоединена через гибкую трубку 43 к выходной части 44 прикладной гарнитуры. Выходная часть прикладной гарнитуры имеет вход текучей среды 45, 2/3-путевой клапан 46, выход текучей среды 47 для соединения с входом очистки обратным потоком 26 или с канюлей/катетером Бранула, предназначенными для введения текучей среды в брюшную полость пациента, и дополнительный выход 48, который может использоваться для целей контроля или десуффляции пациента. В связи с этим, на входе текучей среды 45 и выходах текучей среды 47 и 48 может с успехом использоваться система с насадкой Люэра. Благодаря использованию 2/3-путевого клапана 46 поток текучей среды у выходной части 44 может регулироваться так, как это необходимо. Когда 2/3-путевой клапан 46 находится в состоянии, показанном на фиг.5, образуется соединение между выходами 47 и 48, при этом выход 48 закрыт резьбовой пробкой 49. Когда 2/3-путевой клапан 46 находится в этом состоянии, и если выход 48 открыт или резьбовая пробка 49 снята, то этот выход 48 может использоваться для контроля или десуффляции. Вход текучей среды 45 закрывается с помощью 2/3-путевого клапана 46, чтобы текучая среда не могла достигнуть выходов текучей среды 47 и 48 из входа текучей среды 45.
На фиг.6 представлено открытое состояние, в котором текучая среда может достигнуть как выход текучей среды 47, так и выход текучей среды 48 из входа текучей среды 45. При этом, на фиг.6, выход текучей среды 48 снова является закрытым с помощью резьбовой пробки 49, чтобы текучая среда не могла выйти из выхода текучей среды 48.
На фиг.7 показан вид в плане рабочей стороны устройства по изобретению с прикладной гарнитурой, присоединенной для очистки обратным потоком. Сенсорный экран 65 используется для случая показанной здесь операции, чтобы начать процесс очистки обратным потоком для прикладной гарнитуры в соответствии с изобретением. Прикладная гарнитура присоединяется своей входной частью 38, которая содержит бактериальный фильтр 41, к выходу инсуффляции 18. Трубка 43 присоединена через выходную часть 44 к входу очистки обратным потоком 26, где 2/3-путевой клапан 46 находится в открытом состоянии, а выход текучей среды 48 закрыт резьбовой пробкой 49. Как только терапевт, являющийся оператором, инициирует процесс очистки обратным потоком с помощью сенсорного экрана 34, клапан инсуффляции 16 (см. фиг.2) переключается так, чтобы произведенная смесь озон/кислород пропускалась к выходу инсуффляции 18. Одновременно клапан очистки обратным потоком 28 (см. фиг.2) тоже переключается так, чтобы открыть проход к катализатору 24 (см. фиг.2) и, таким образом, смесь озон/кислород, выходящая из выхода инсуффляции 18 через прикладную гарнитуру и вход очистки обратным потоком 26, пропускается через клапан очистки обратным потоком 28 в катализатор 24, где она подвергается разложению.
На фиг.8а-8с основной вариант проведения терапии иллюстрируется с помощью блок-схем алгоритма, включающего операции с 8а до 8m. В операции 8а устройство выполняет программу диагностики, во время которой тестируются, и если требуется, то инициализируются отдельные системные компоненты, такие как регулятор массового расхода, генератор озона, анализатор озона, датчики давления и клапаны. Как только завершена диагностика и инициализация, во время операции 8b может осуществляться по выбору: либо терапия путем нажатия клавиши 50 на сенсорном экране 65, либо может быть вызвано меню настройки путем нажатия клавиши 51.
Если последовательно выбрана терапия, в операции 8с терапевт запрашивается, чтобы присоединить к соответствующим соединительным элементам прикладную гарнитуру для очистки обратным потоком, а также чтобы открыть 2/3-путевой клапан. После этого терапевт присоединяет прикладную гарнитуру ее входной частью 38 к выходу инсуффляции 18, а выходной частью 44 к входу очистки обратным потоком 26, а также переводит 2/3-путевой клапан 46 в состояние, показанное на фиг.6. Затем терапевт подтверждает процесс очистки обратным потоком путем нажатия на клавишу 52.
В операции 8d «Медозон ИП» выполняет процесс очистки для прикладной гарнитуры. Электронная система управления 14 затем открывает выход клапана инсуффляции 16, который соединен с выходом инсуффляции 18, а также открывает клапан очистки обратным потоком 28 к катализатору 24. Затем устройство начинает процесс очистки после нажатия клавиши 53. Клапан кислорода 2 открывается электронной системой управления 14, после чего регулятор массового расхода 5 пропускает текучую среду через генератор озона 11 и анализатор озона 13 и через клапан инсуффляции 16, датчики давления блока 19 и выход инсуффляции 18 в прикладную гарнитуру, где, после прохождения через прикладную гарнитуру, текучая среда возвращается через клапан очистки обратным потоком 28 в катализатор 24. Когда прикладная гарнитура была успешно очищена, электронная система управления 14 выводит отчет терапевту через сенсорный экран 65 и запрашивает продолжение для процесса терапии путем нажатия клавиши 54.
В операции 8е оператор или терапевт затем запрашивается на ввод веса пациента с помощью сенсорного экрана 65. Как только вес пациента введен с использованием нескольких клавиш и подтвержден нажатием клавиши 55, электронная система управления рассчитывает рекомендуемый объем инсуффляции в операции 8f. Такой объем также может быть настроен самим терапевтом за счет выбора касанием выведенных величин объема на полях ввода 57, 58 на сенсорном экране 65 и ввода различных величин в открывающемся всплывающем окне.
После подтверждения объема инсуффляции за счет нажатия клавиши 56 во время операции 8g терапевт вводит требуемую концентрацию для инсуффляции в мкг/мл. Как только выбранная концентрация подтверждена терапевтом за счет нажатия на клавишу 59, устройство начинает генерировать требуемую концентрацию в операции 8h. Во время этой стадии запуска генерирования концентрация озона еще должна регулироваться электронной системой управления 14 с помощью генератора озона 11 с тем, чтобы выполнить сравнение заданная величина/действительная величина, используя данные действительной величины, измеренной анализатором озона 13. Для этого сравнения заданная величина/действительная величина, когда клапан кислорода 2 открыт, регулятор массового расхода 5 пропускает постоянный массовый расход через генератор озона 11 и анализатор озона 13. Управление генератора озона регулируется соответственно с помощью электронной системы управления 14 до тех пор, пока не будет достигнута заданная величина концентрации озона в текучей среде. В связи с этим, озон, который генерируется вначале, пока должен быть подвергнут разложению безопасно и экологически благоприятным образом. По этой причине, во время стадии запуска, клапан инсуффляции 16 переключается так, чтобы вход катализатора 24 был открытым, тем самым позволяя генерирование озона, который должен быть отведен через трубку 25.
Как только достигнута стабильная концентрация озона, устройство сигнализирует о готовности начать терапию в операции 8i. Терапевт может после этого запустить терапию за счет нажатия клавиши 60. Электронная система управления 14 с предварительно запрограммированными командами управления определяет внутрибрюшное давление пациента, сохраняет эти данные, а затем начинает инсуффляцию в запланированном количестве. Для выполнения терапии клапан инсуффляции 16 переключается так, чтобы озонированная текучая среда проходила к выходу инсуффляции 18 и поступала там к гарнитуру для инсуффляции. Электронная система управления 14 осуществляет мониторинг текущего внутрибрюшного давления, используя блок датчиков давления 19, и при избыточном давлении открывает клапан сброса давления 22, чтобы озонированный кислород отводился к катализатору 24 при такой необходимости. В операции 8k инсуффлированное количество отображается индикатором выполнения 64 и на поле вывода сенсорного экрана 65. Терапевт также получает информацию о текущей концентрации и текущем давлении в дополнительных полях вывода 66, 67. В случае возникновения проблем терапевт может приостановить или полностью остановить терапию путем нажатия на клавиши 61, 62. Как только все необходимое количество было инсуффлировано, в поле вывода 66 вместо текущей концентрации отображается время поглощения.
Когда истекло время поглощения, или когда терапевт вручную остановил последующий мониторинг нажатием клавиши 62, устройство генерирует отчет об успешном завершении терапии в операции 81 и запрашивает терапевта, чтобы отсоединить прикладную гарнитуру. Терапевт может затем отобразить отчет нажатием клавиши 63, как показано для операции 8m. После отображения отчета главное меню снова вызывается в операции 8b, и новый курс терапии может быть инициирован.
Перечень используемых обозначений
1 - средство соединения с источником текучей среды
2 - клапан кислорода (запорно-выпускной элемент)
3 - первая соединительная трубка
4 - вход текучей среды регулятора массового расхода
5 - регулятор массового расхода
6 - выход текучей среды регулятора массового расхода
7 - вторая соединительная трубка
8 - озоновая трубка
9 - катушка зажигания
10 - блок управления генератора озона
11 - генератор озона
12 - третья соединительная трубка
13 - анализатор озона
14 - электронная система управления
15 - четвертая соединительная трубка
16 - клапан инсуффляции (запорно-выпускной элемент подачи)
17 - пятая соединительная трубка
18 - выход инсуффляции
19 - блок датчика давления
20 - ответвление
21 - шестая соединительная трубка
22 - клапан сброса давления
23 - седьмая соединительная трубка
24 - первый катализатор разложения
25 - восьмая соединительная трубка
26 - вход очистки обратным потоком
27 - девятая соединительная трубка
28 - клапан очистки обратным потоком
29 - десятая соединительная трубка
30 - второй катализатор разложения
31 - системная печатная плата
32 - трансформатор
33 -вентилятор
34 - кабель передачи данных
35 - аналоговый выходной сигнал
36 - аналоговый сигнал управления
37 - двоичный сигнал управления
38 - входная часть/соединительное устройство прикладной гарнитуры
39 - вход текучей среды входной части прикладной гарнитуры
40 - корпус входной части прикладной гарнитуры
41 - бактериальный фильтр/мембрана
42 - выход текучей среды входной части прикладной гарнитуры
43 - гибкая трубка
44 - выходная часть/соединительное устройство очистки обратным потоком прикладной гарнитуры
45 - вход текучей среды выходной части прикладной гарнитуры
46 - 2/3-путевой клапан
47 - выход текучей среды выходной части прикладной гарнитуры для очистки обратным потоком/инсуффляции
48 - выход текучей среды выходной части прикладной гарнитуры для контроля/десуффляции
49 - резьбовая пробка
50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 59, 60, 61, 62, 63 - клавиши сенсорного экрана
57, 58, 66, 67 - поля ввода-вывода сенсорного экрана
64 - индикатор выполнения сенсорного экрана
65 - сенсорный экран
Реферат
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству для подачи озона или смеси озон/кислород в дозированных количествах для интраперитонеального введения в тело животного или человека, а также к прикладной гарнитуре для него. Устройство содержит источник текучей среды или средство соединения с источником текучей среды и дозирующий выход. Также устройство включает встроенный в линию текучей среды регулятор массового расхода, вход которого функционально соединен с запорно-выпускным элементом или выполнен в виде такого элемента. Дозирующий выход функционально соединен с запорно-выпускным элементом подачи. Также имеется электронная система управления, оборудованная и/или сконфигурированная на уровне программного обеспечения и/или аппаратных средств управления. Гарнитура предназначена для соединения с дозирующим выходом устройства с помощью линии подачи текучей среды, имеющей два конца. Каждый конец оборудован первым и вторым соединительным устройством. Гарнитура включает запорно-выпускной элемент подачи, встроенный во второе соединительное устройство, и бактериальный фильтр, расположенный внутри корпуса первого соединительного устройства. Кроме того, бактериальный фильтр выполнен в виде мембраны из стойкого к озону материала. Использование изобретения повышает точность дозирования озона. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 8 ил.
